1 小麦中的抗营养因子及其抗营养作用机制
1.1 NSPs
1.1.1 NSPs的分布、结构和理化特性
表1 不同地区小麦中阿拉伯木聚糖含量变化Table 1 Variations of arabinoxylan content in wheat from different regions |
| 地区 Regions | 样本数量 Sample number | 阿拉伯木聚糖含量 Arabinoxylan content/% | 参考文献 References |
|---|---|---|---|
| 澳大利亚Australia | 19 | 5.40~7.20* | [8] |
| 北美North America | 12 | 5.50~6.50* | [8] |
| 中国河南省Henan Province of China | 9 | 6.25~8.23* | [9] |
| 中国四川省Sichuan Province of China | 68 | 4.39~10.97** | [10] |
| 中国西藏自治区Tibet Autonomous Region of China | 89 | 3.10~8.95** | [11] |
| 中国China | 43 | 4.25~8.69** | [12] |
| 中国安徽省Anhui Province of China | 10 | 7.93~9.99** | [13] |
| 中国China | 138 | 5.76~9.69** | [14] |
| 中国北部The North of China | 77 | 4.82~7.28** | [15] |
“*”和“**”分别表示干物质基础和风干基础。 | |
“*” and “**” mean dry matter basis and air-dry basis, respectively. |
1.1.2 NSPs的抗营养作用机制
1.1.2.1 增加食糜黏度
1.1.2.2 改变肠道形态和生理功能
1.1.2.3 改变肠道菌群结构
1.2 植酸
1.2.1 植酸的化学结构和存在形式
1.2.2 植酸的抗营养作用机制
2 小麦型饲粮对猪生长性能、营养物质消化率及肠道健康的影响
表2 小麦替代玉米对猪生长性能、营养物质消化率和肠道健康的影响Table 2 Effects of corn replaced by wheat on growth performance, nutrient digestibility and intestinal health of pigs |
| 替代玉米比例 Proportion of replacing corn | 初始体重或日龄 Initial body weight or days of age | 饲粮主要组成原料 Main ingredients of diets | 影响 Effects | 参考文献 References | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100%(60.6%) | 6 kg断奶仔猪 | 小麦、豆粕、米糠、鱼粉 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重降低4.0%;血液中尿素氮含量 极显著升高,四碘甲状腺原氨酸含量显著降低;血液中葡萄糖、 三碘甲状腺原氨酸、胰岛素和白细胞介素-2含量无显著变化 | [46] | ||||
| 56%(30%) | 6 kg保育猪 | 小麦、玉米、豆粕、乳清粉、 鱼粉、血粉、油脂 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,试验全期平均日增重有提高趋势; 中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和磷全肠道消化率有降低趋势 | [47] | ||||
| 100%(64%) | 11 kg断奶仔猪 | 小麦、麸皮、豆粕、 鱼粉、蚕蛹 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,十二指肠、空肠和回肠内容物黏度显著 提高;盲肠丙酸和丁酸含量显著增加;十二指肠绒毛高度和 绒毛宽度及绒毛高度/隐窝深度有降低的趋势 | [48] | ||||
| 70%(50%) | 20 kg生长猪 | 小麦、玉米、 豆粕、麦麸 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,直肠的pH提高了1.54%;直肠中双歧杆菌和 乳酸杆菌的数量分别降低了8.64%和35.46%,大肠杆菌和沙门氏菌的数量 分别提高了57.53%和156.81%;粗纤维、粗蛋白质、干物质和能量的表观消化率 分别降低了23.10%、16.50%、13.14%和8.66% | [42] | ||||
| 71%(50%:第1阶段 the 1st stage) 100%(74.2%:第2阶段 the 2nd stage) | 23 kg生长猪 | 小麦、玉米、 豆粕、麦麸、大豆油 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,试验全期平均日采食量和平均日增重 分别降低了8%和4%;1、2阶段粗蛋白质全肠道消化率 均升高;1、2阶段血清尿素氮含量显著增加,而血清 总胆固醇、甘油三酯、总蛋白和葡萄糖含量无显著变化 | [1] | ||||
| 100%(60%) | 35 kg生长育肥猪 | 小麦、麦麸、 豆粕、棉籽粕 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重降低了68.3 g;干物质、粗蛋白质和 粗脂肪消化率有降低的趋势;猪肉颜色、保水力、剪切力无显著变化 | [49] | ||||
| 80%(48%) | 35.3 kg生长育肥猪 | 小麦、玉米、麸皮、 豆粕、棉籽粕 | 与玉米-豆粕饲粮相比,平均日增重降低了约9.11% | [50] | ||||
| 100%(60%) | 54 kg育肥猪 | 小麦、豆粕、米糠、 麸皮、大豆油 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,1~56 d平均日采食量降低了0.86%; 氮沉积量和粗灰分表观消化率分别降低了6.06%和24.90%; 胸肌蒸煮损失提高了15.76% | [51] | ||||
| 80%(50%) | 28日龄断奶仔猪 | 小麦、玉米、膨化豆粕、 膨化大豆、小麦麸、 乳清粉、鱼粉、大豆油 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,试验1~7 d料重比显著增加,试验 1~14 d平均日增重显著降低;回肠和盲肠乳酸和乙酸等挥发性 脂肪酸有降低的趋势;有增加回肠和盲肠大肠杆菌和降低 乳酸杆菌和双歧杆菌的趋势;有增加盲肠氨浓度的趋势 | [44] | ||||
| 40%(24%) | 28日龄断奶仔猪 | 小麦、玉米、豆粕、膨化 大豆、次粉、鱼粉、大豆油 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日采食量有降低的趋势,料重比增加了 4%;血清中葡萄糖、尿素氮和总蛋白含量无显著变化;干物质和粗蛋白质 表观回肠消化率分别降低了2.5%和5.2%,必需氨基酸和非必需氨基酸 表观回肠消化率分别降低了1.6%和4.4%;盲肠内容物中大肠 杆菌数量有上升的趋势,乳酸杆菌数量有下降的趋势 | [52] | ||||
| 50%(25%) | 30日龄断奶仔猪 | 小麦、玉米、豆粕、 次粉、膨化大豆、乳清粉 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重和平均日采食量显著降低; 粗脂肪表观全肠道消化率显著降低;空肠食糜相对黏度显著增加; 十二指肠脂肪酶活性显著降低,空肠蛋白酶活性极显著增加 | [45] | ||||
括号内数值表示小麦在小麦型饲粮中所占比例(饲喂基础)。 | |
Values in brackets mean the proportion of wheat in the wheat-type diet (as-fed basis). |
3 改善小麦饲用价值的方法
3.1 添加酶制剂
表3 在小麦替代玉米的饲粮中添加酶制剂对猪生长性能、营养物质消化率和肠道健康的影响Table 3 Effects of enzyme preparation supplementation in diets with corn replaced by wheat on growth performance, nutrient digestibility and intestinal health of pigs |
| 小麦型饲粮中小麦 占比(饲喂基础) Proportion of wheat in wheat-type diets (as-fed basis)/% | 小麦型饲粮中玉米 占比(饲喂基础) Proportion of corn in wheat-type diets (as-fed basis)/% | 初始体重 或日龄 Initial body weight or days of age | 饲粮主要 组成原料 Main ingredients of diets | 酶制剂种类及添加量 Types and dosages of enzyme preparations | 影响 Effects | 参考文献 References | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 60.6 | 0 (62.25) | 6 kg断奶仔猪 | 小麦、豆粕、 米糠、鱼粉 | 0.017%复合酶(木聚 糖酶、β-葡聚糖酶、 果胶酶、纤维素酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重提高了 3.4%;血液葡萄糖、白细胞介素-2和尿素氮含量 显著升高,而血液中四碘甲状腺原氨酸、三碘甲 状腺原氨酸和胰岛素含量无显著变化 | [46] | ||||||
| 30 | 23.93(53.57) | 6 kg保育猪 | 小麦、玉米、豆粕、 乳清粉、鱼粉、 血粉、油脂 | 500 U/kg植酸酶+ 1 830 U/kg 木聚糖酶 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,试验全期平均日增重、平均 日采食量和料重比无显著变化;粗蛋白质、粗脂肪和 中性洗涤纤维表观全肠道消化率有提高的趋势 | [47] | ||||||
| 64 | 0 (64) | 11 kg断奶仔猪 | 小麦、麸皮、豆粕、 鱼粉、蚕蛹 | 0.025%NSPs酶 (内切-1,4-β- 木聚糖酶、纤维素酶、 半纤维素酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,十二指肠、空肠和回肠内容物 黏度无显著变化;回肠乙酸、丙酸和丁酸以及盲肠 乙酸和丁酸含量显著增加;十二指肠、空肠前段和 空肠后段绒毛高度显著提高 | [48] | ||||||
| 45 | 15 (60) | 17 kg肥育猪 | 小麦、玉米、麸皮、 菜籽粕、肉骨粉 | 0.5~1.0 kg/t复合 酶(木聚糖酶、β-葡聚 糖酶、酸性蛋白酶、 淀粉酶、果胶酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重提高了13.33% | [61] | ||||||
| 25 | 40.7(62.8) | 20 kg生长猪 | 小麦、玉米、 豆粕、麦麸 | 0.05%NSPs酶 (木聚糖酶、β-葡 聚糖酶、果胶酶、 纤维素酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,直肠pH无显著变化;直肠 双歧杆菌和乳酸杆菌数量显著提高,直肠沙门氏 菌数量显著降低;粗纤维和干物质的表观消化率显著 提高,而能量和粗蛋白质表观消化率无显著变化 | [42] | ||||||
| 70.7 | 0 (56) | 30 kg生长猪 | 小麦、豆粕、 米糠粕、小麦 胚芽粕 | 0.04%NSPs酶 (木聚糖酶、β-葡 聚糖酶、果胶酶、 纤维素酶、 甘露聚糖酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重提高了 3.25%,料重比降低了1.59%;能量、干物质、粗蛋 白质和粗脂肪的表观全肠道消化率分别提高了 1.12%、1.89%、1.15%和1.85%;粗纤维的 表观全肠道消化率显著提高了17.57% | [62] | ||||||
| 60 | 0 (60) | 35 kg生长育肥猪 | 小麦、麦麸、 豆粕、棉籽粕 | 0.1%复合酶 (木聚糖酶、β-葡 聚糖酶、果胶酶、 纤维素酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重和料重比 以及营养物质代谢率无显著变化 | [49] | ||||||
| 48 | 12 (60) | 35.3 kg 生长育肥猪 | 小麦、玉米、 麸皮、豆粕、 棉籽粕 | 0.18%复合酶 (木聚糖酶、β-葡 聚糖酶、果胶酶、 纤维素酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日 增重提高了7.36% | [50] | ||||||
| 38 | 35 (66) | 50 kg生长猪 | 小麦、玉米、豆粕、 麦麸、大豆油 | 500 FTU/kg植酸 酶、3 000 U/kg 木聚糖酶 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,十二指肠绒毛高度和绒毛高度/ 隐窝深度显著提高;结肠食糜中丁酸、丙酸和总挥发性 脂肪酸含量显著提高;苏黎士杆菌属(Turicibacter)、 埃希氏-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)等有害菌 丰度显著下降,双歧杆菌属、乳杆菌属、普雷沃氏菌属和 玫瑰菌属等有益菌丰度显著升高 | [3] | ||||||
| 50 | 9.81(62.56) | 28日龄 断奶仔猪 | 小麦、玉米、膨化 豆粕、膨化大豆、 小麦麸、乳清粉、 鱼粉、大豆油 | 1 000 U/kg 木聚糖酶 | 与玉米-豆粕型饲粮相比,试验1~7 d和1~14 d 平均日增重显著提高;回肠和盲肠乙酸、丙酸和 丁酸含量无显著变化;回肠和盲肠大肠杆菌和 乳酸杆菌的数量无显著变化 | [44] | ||||||
| 24 | 38 (60) | 28日龄 断奶仔猪 | 小麦、玉米、豆粕、 膨化大豆、次粉、 鱼粉、大豆油 | 0.1%复合酶 (木聚糖酶、 β-甘露聚糖酶) | 与玉米+豆粕型饲粮相比,试验全期平均日增重显著 提高,料重比显著降低;干物质和粗蛋白质表观回肠 消化率分别提高了2.4%和2.1%,必需氨基酸和非必需 氨基酸回肠表观消化率分别提高了4.8%和3.6% | [52] | ||||||
| 25 | 32.69(52.80) | 30日龄 断奶仔猪 | 小麦、玉米、豆粕、 次粉、膨化大豆、 乳清粉 | 0.03%NSPs酶 (木聚糖酶、 β-甘露聚糖酶) | 与玉米-豆粕型饲粮相比,平均日增重、平均日采食量和 料重比无显著变化;血清中白蛋白、谷丙转氨酶和尿素氮 等血清生化指标的含量或活性无显著变化 | [45] | ||||||
括号内数值表示玉米在玉米-豆粕型饲粮中所占比例。 | |
Values in brackets mean the proportion of corn in the corn-soybean meal type diet. |
表4 酶制剂对饲喂小麦型饲粮猪生长性能、营养物质消化率和肠道健康的影响Table 4 Effects of enzyme preparation on growth performance, nutrient digestibility and intestinal health of pigs fed with wheat-type diets |
| 小麦型饲粮中小麦 占比(饲喂基础) Proportion of wheat in wheat-type diets (as-fed basis)/% | 小麦型饲粮 主要组成原料 Main ingredients of wheat-type diets | 初始体重或日龄 Initial body weight or days of ages | 酶制剂种类及添加量 Types and dosages of enzyme preparations | 影响 Effects | 参考文献 References | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 60.2 | 小麦、大豆分离蛋白、 脱脂奶粉、蔗糖、 油脂、大豆、麦麸 | 4.1 kg断奶仔猪 | 5 600 EXU/kg木聚 糖酶+1 000 IU/kg 磷脂酶 | 粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维以及 必需氨基酸和非必需氨基酸表观回肠消化率均提高; 回肠食糜乳酸和挥发性脂肪酸(除丁酸)含量均提高 | [63] | |||||
| 68.5 | 小麦、豆粕、菜籽油 | 7.3 kg仔猪 | 0.2% β-葡聚糖酶 (内切-β-葡聚糖 酶和β-葡萄糖苷酶) | 仅β-葡聚糖表观回肠消化率显著提高,有机物、粗蛋白质 以及氨基酸表观回肠消化率有提高趋势 | [64] | |||||
| 50 | 小麦、玉米、麦麸、 膨化大豆、大豆油、 乳清粉、鱼粉 | 8.47 kg断奶仔猪 | 2 000 U/kg 木聚糖酶 | 平均日增重和增重耗料比显著提高;干物质、粗蛋白质、 中性洗涤纤维、钙和磷表观全肠道消化率提高;结肠食糜中 毛螺菌科和肠杆菌科丰度降低,普雷沃氏菌科丰度增加 | [65] | |||||
| 60.22 | 小麦、次粉、豆粕、 菜籽粕、豌豆、菜籽油 | 20 kg生长猪 | 250 FTU/kg植酸酶+ 4 000 XU/kg木聚糖酶 | 干物质、粗蛋白质、钙和磷全肠道消化率 以及消化能均提高 | [66] | |||||
| 74.2 | 小麦、豆粕、麦麸、豆油 | 23 kg生长猪 | 500 U/kg 木聚糖酶 | 试验全期平均日增重有提高的趋势,且料重比显著降低; 干物质、有机物、粗蛋白质和能量表观全肠道消化率 显著提高,组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和丝氨酸表观 回肠消化率显著提高;粪中大肠杆菌数量显著降低 | [67] | |||||
| 97.6 | 小麦 | 20 kg生长猪 | 0.02%木聚糖酶 (11 000 U/kg) | 平均日增重和平均日采食量提高,料重比下降;粗蛋白质、 必需氨基酸和非必需氨基酸(除天冬氨酸外) 表观回肠消化率均显著提高 | [68] | |||||
| 60.4 | 小麦、麦麸、豆粕、豌豆、 菜籽粕、大豆油 | 25 kg生长猪 | 500 FTU/kg植酸酶或 4 000 XU/kg木聚糖酶 或两者共同添加 | 植酸酶仅显著提高了钙和磷表观回肠或者全肠道消化率; 木聚糖酶对营养物质消化率无显著影响;两者共同 作用仅显著提高了钙和磷表观全肠道消化率 | [69] | |||||
| 70.3 | 小麦、麦麸、菜油、 豆粕、菜油 | 28 kg生长猪 | 500 FTU/kg植酸酶+ 4 000 U/kg木聚糖酶 | 试验22~49 d和1~49 d饲料系数显著降低;干物质、能量、 粗蛋白质以及钙和磷表观全肠道消化率显著提高 | [70] | |||||
| 82.26 | 小麦、豆粕 | 32.5 kg生长猪 | 4 000 U/kg木聚糖酶 | 能量、干物质以及钙和磷回肠和表观全肠道消化率 无显著变化;氨基酸表观回肠消化率无显著变化 | [71] | |||||
| 97.84 | 小麦 | 35.9 kg生长猪 | 10 000 U/kg植酸酶+ 4 000 U/kg木聚糖酶 | 钙和磷全肠道消化率显著提高,而干物质、有机物、 粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维无显著 变化;消化能和代谢能无显著变化 | [72] | |||||
| 78 | 小麦、豆粕 | 58 kg生长猪 | 70 g/kg木聚糖酶和 阿拉伯呋喃糖酶 | 有机物、淀粉、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、钙和磷以及 赖氨酸、精氨酸等氨基酸表观回肠消化率提高 | [73] | |||||
| 59.65 | 小麦、麦麸、大豆分离蛋白、 油脂、脱脂奶粉、蔗糖 | 11日龄 断奶仔猪 | 5 600 EXU/kg 木聚糖酶+1 000 IU/kg 磷脂酶 | 有机物、能量、粗脂肪和粗蛋白质以及必需氨基酸和非必 需氨基酸表观回肠消化率无显著变化;回肠消化液乙酸、 丙酸和丁酸含量提高(差异不显著);非淀粉多糖单体 表观回肠消化率增加(差异不显著) | [74] | |||||
| 50 | 小麦、玉米、膨化豆粕、 膨化大豆、小麦麸、 乳清粉、鱼粉、大豆油 | 28日龄断奶仔猪 | 1 000 U/kg 木聚糖酶 | 试验1~14 d平均日增重显著提高;回肠内容物乙酸和 总挥发性脂肪酸含量提高;盲肠内容物双歧杆菌数量增加 | [44] | |||||
